Analyse des types et des besoins de BMIC

Types et fonctions du BMIC

Les BMIC peuvent être divisés en Protector BMIC, Charger BMIC, Gauge BMIC, Monitor/AFE BMIC, Balancer BMIC, Authentication BMIC et autres types. Le BMIC chargeur peut également être classé en types interrupteur, linéaire et pompe de charge. Le BMIC d'équilibrage peut être divisé en deux types : l'égalisation active et l'égalisation passive.

Protecteur BMIC

Le Protector BMIC est responsable de la surveillance de la charge et de la décharge des cellules de la batterie afin de s'assurer que les batteries ne seront pas endommagées en raison d'un abus ou d'une défaillance externe. En général, les conditions anormales que le Protector BMIC doit surveiller comprennent la surtension, la surintensité, la surintensité de décharge, la surintensité de charge, la surchauffe, etc. Lorsqu'une situation anormale est détectée, la puce de sécurité des batteries peut couper le circuit à temps pour assurer la sécurité du système de batteries. Actuellement, certains BMIC (chargeur, jauge, etc.) intègrent des fonctions de protection, mais pour obtenir une protection plus complète, le BMIC de protection dédié reste un composant indispensable dans certaines applications. Structurellement, le BMIC de protection est principalement composé d'un circuit d'échantillonnage, d'un circuit d'amplification et d'un circuit logique. Par rapport aux puces telles que Monitor BMIC et Gauge BMIC, les paramètres de mesure de Protector BMIC étant uniquement utilisés pour la comparaison avec les seuils, les exigences en matière de précision d'échantillonnage sont relativement faibles, et la partie circuit logique est également dominée par des comparateurs, et la structure est relativement simple.

Chargeur BMIC

Les fonctions que le BMIC Charger doit mettre en œuvre sont les suivantes : ● Gestion du trajet d'alimentation (PPM) : Contrôler le chemin d'alimentation de manière à ce que l'interruption de l'alimentation externe n'affecte pas le fonctionnement normal du système ; ● Contrôle de la charge et de la décharge : Contrôler et gérer correctement la charge et la décharge des batteries. Le processus de charge typique des batteries est généralement divisé en une phase de maintien, une phase de courant constant et une phase de tension constante. La commande de commutation entre chaque phase doit être effectuée par le BMIC du chargeur. Limitée par le coût, le volume et les exigences de dissipation thermique de la puce, la puce de charge n'est généralement utilisée que pour charger des appareils électriques de faible puissance. Pour les scénarios d'application à haute puissance (tels que les véhicules électriques), un circuit de charge dédié à haute puissance construit à partir de dispositifs discrets est généralement utilisé. En fonction des différentes topologies de circuit, les BMIC pour chargeurs peuvent être divisés en types linéaires, à commutation et à pompe de charge. Parmi eux, le BMIC de charge linéaire est généralement utilisé dans les applications de charge à faible puissance, et le BMIC de charge à commutation est le plus largement utilisé, pouvant prendre en charge des applications de charge allant de dizaines à des centaines de W. Le BMIC de charge à pompe est principalement utilisé dans les occasions de charge rapide, pouvant améliorer efficacement l'efficacité de la charge dans l'étape de charge à courant constant.

Jauge BMIC

La fonction du BMIC Gauge est d'utiliser un algorithme spécifique pour estimer le SOC/SOH de la batterie et d'autres paramètres en mesurant les caractéristiques externes des batteries (telles que la tension, le courant, la température, etc.), et de renvoyer les résultats à la puce du contrôleur. La compétence principale du BMIC Gauge réside dans la conception d'un circuit d'échantillonnage de haute précision et d'un algorithme SOX. Pour obtenir une estimation SOX de haute précision, il est essentiel de disposer d'un échantillonnage de tension et de courant de haute précision. En outre, les algorithmes d'estimation du SOC couramment utilisés comprennent la méthode de tension de terminaison de décharge modifiée et la méthode de correction de la tension dynamique.

Moniteur BMIC et Balancer BMIC

La fonction principale du Monitor BMIC est de surveiller les paramètres des batteries avec une grande précision et d'envoyer les données pertinentes au contrôleur principal par l'intermédiaire de l'interface de communication. Contrairement au BMIC de jauge, le BMIC de contrôle n'a qu'une fonction de contrôle des paramètres, qui est généralement utilisée dans le cas d'un nombre élevé de batteries. En général, plusieurs puces de surveillance doivent être montées en cascade pour former un système de surveillance complet. Dans un système à nombre de cordes élevé, il est nécessaire de prendre des mesures d'équilibrage de la puissance afin de garantir l'équilibre entre la tension et la puissance des cellules. À l'heure actuelle, il existe deux schémas courants d'équilibrage de la puissance : l'équilibrage actif et l'équilibrage passif.

Authentification BMIC

Le BMIC d'authentification a été principalement utilisé dans les dispositifs à batteries amovibles au début. Afin d'éviter les dommages causés aux appareils ou aux utilisateurs par des batteries mal adaptées, un BMIC d'authentification est généralement intégré dans le bloc-batterie, et l'authentification est effectuée lorsque la batterie est connectée au système. Seules les batteries authentifiées peuvent alimenter le système. En outre, bien que la plupart des batteries de téléphones portables soient actuellement inamovibles, les fabricants choisissent généralement de configurer un BMIC d'authentification dans les batteries intégrées de l'appareil afin d'éviter les risques potentiels causés par les utilisateurs qui remplacent eux-mêmes les batteries.

La demande de BMIC augmente rapidement

Consommation - le plus grand segment en aval au cours des 3 à 5 prochaines années

Les principales applications en aval du marché des piles au lithium destinées aux consommateurs sont les téléphones portables, les ordinateurs portables, les tablettes, les casques TWS, les montres intelligentes, etc. Parmi eux, les téléphones portables/tablettes/casques TWS/montres intelligentes utilisent généralement des batteries lithium-ion de 3,7 V, et les ordinateurs portables utilisent généralement 3 chaînes de batteries lithium-ion de 12,6 V. À l'heure actuelle, les BMIC utilisés dans les produits électroniques grand public sont généralement de trois types : BMIC de chargeur, BMIC de jauge et BMIC de protection. En outre, les premiers téléphones mobiles utilisent des batteries amovibles, de sorte qu'en plus des BMIC de chargeur, de protection et de jauge, un BMIC d'authentification supplémentaire est nécessaire. Ces dernières années, avec l'évolution des batteries de smartphones vers des solutions techniques non amovibles, le BMIC d'authentification ne se trouve plus que sur certains smartphones haut de gamme. Dans l'ensemble, en tant que premier terminal à adopter la solution des piles au lithium, le secteur de la consommation restera le plus grand marché en aval du BMIC dans les 3 à 5 prochaines années.

Demande de BMIC pour les batteries d'outils électriques

Les produits BMIC utilisés dans les véhicules électriques à deux roues comprennent généralement trois BMIC : Gauge BMIC, Monitor BMIC et Protector BMIC. Les produits BMIC utilisés dans les batteries d'outils électriques comprennent généralement trois types : Monitor BMIC, Switch Charger BMIC et Protector BMIC. Le taux de pénétration des batteries lithium-ion pour les véhicules électriques à deux roues a continué à augmenter. En raison de leur densité énergétique élevée et de leur légèreté, les batteries au lithium présentent plus d'avantages que les batteries traditionnelles au plomb dans le domaine des véhicules électriques à deux roues. Les batteries traditionnelles au plomb-acide ont une faible densité énergétique et une autonomie de croisière limitée, et les véhicules électriques à deux roues ont commencé à accélérer le passage aux batteries au lithium. L'augmentation de la proportion de solutions de batteries au lithium stimule la croissance continue de la demande de BMIC. Dans les véhicules électriques à deux roues traditionnels équipés de batteries au plomb comme dispositif de stockage de l'énergie, en raison de la grande stabilité des batteries au plomb, à l'exception de certains modèles haut de gamme, le BMIC spécial n'est généralement pas adopté. Les caractéristiques des batteries au lithium sont vivantes, et les exigences relatives au degré d'équilibre entre les BMIC sont accrues, ce qui nécessite l'utilisation de moniteurs BMIC spéciaux. La nouvelle norme nationale recommande que la tension des batteries des véhicules électriques à deux roues soit de 48V, 60V, 72V, 84V, 96V et 144V, et que le nombre correspondant de cellules en série soit supérieur à 16 chaînes. Par conséquent, les BMIC Monitor généralement utilisés dans le domaine des véhicules électriques à deux roues sont des modèles 16S et 18S. Dans les véhicules électriques à deux roues haut de gamme répondant à des exigences de sécurité élevées, un protecteur BMIC supplémentaire est nécessaire pour garantir la sécurité des cellules de la batterie. La structure des batteries de l'outil électrique est similaire à celle d'un véhicule électrique à deux roues. Elle a également besoin d'un BMIC de protection, d'un BMIC de surveillance et d'un BMIC de charge pour répondre aux besoins de charge de la batterie.

Véhicules électriques - la piste BMIC la plus exigeante

Le BMIC est l'élément central de la sécurité des batteries des véhicules électriques, et les premiers véhicules électriques utilisent généralement une solution de batterie unique. La Tesla Model S, sortie en 2012, a été la première à utiliser un pack de batteries composé de plus de 7 000 cellules 18650 en série. La Batteries 18650 ont une grande puissance, un faible prix et des avantages en termes de fiabilité et de densité énergétique. Toutefois, dans un système composé de plus de 7 000 cellules en série et en parallèle, des déséquilibres de puissance sont susceptibles de se produire entre les groupes de batteries, ce qui pose un énorme défi au système de gestion des batteries (BMS). Si l'on prend l'exemple des batteries au phosphate de fer lithié, la tension d'une seule cellule est généralement comprise entre 3,2 et 3,6 V, et la tension des batteries d'un véhicule électrique de 400 V est généralement de l'ordre de 360 V. Pour atteindre le niveau de tension correspondant, environ 120 cellules doivent être connectées en série. La connexion en série d'un si grand nombre de cellules pose des exigences plus élevées en ce qui concerne la cohérence de la puissance entre les cellules. Il est donc nécessaire d'utiliser le moniteur BMIC pour détecter la tension et le courant de chaque cellule.

Stockage de l'énergie - la piste BMIC la plus résistante

Avec l'augmentation de la capacité installée de production d'électricité à partir de nouvelles énergies, les capacités de régulation de la fréquence et des pointes des réseaux électriques traditionnels ont été remises en question. Le stockage électrochimique de l'énergie est un moyen important d'améliorer la capacité de régulation des pics et de la fréquence du réseau électrique. Avec l'augmentation de la capacité installée de production d'électricité à partir de nouvelles énergies, la demande de stockage électrochimique de l'énergie continue également de croître. Le BMIC impliqué dans le stockage de l'énergie comprend généralement trois types : Le BMIC de surveillance, le BMIC d'équilibrage et le CI de communication isolé. L'application du BMIC dans le domaine du stockage de l'énergie est principalement la centrale de stockage de l'énergie. Avec l'augmentation de la proportion de nouvelles sources d'énergie, la construction de centrales de stockage d'énergie est devenue une nécessité absolue afin de garantir un fonctionnement stable du réseau électrique. Dans les centrales de stockage d'énergie électrochimique, le niveau de tension est élevé, le nombre de batteries en série et en parallèle est important, et les exigences de qualité pour le BMIC sont également élevées. La centrale de stockage d'énergie dispose d'un grand espace et peut prendre en charge des circuits complexes. Afin d'améliorer l'efficacité de la conversion énergétique, un système d'égalisation active peut être adopté. Le système BMS de chaque module de la centrale de stockage d'énergie électrochimique comprend généralement : BMIC de surveillance, BMIC d'équilibrage, IC de communication isolée, BMIC de jauge, etc. Les informations de chaque rack sont téléchargées vers le MCU central via l'interface de communication isolée pour un déploiement unifié. Amélioration de la capacité des batteries : les batteries d'une capacité de 280 Ah et plus sont en train de devenir la norme dans l'industrie. Par conséquent, à l'heure actuelle, les batteries de 280 Ah remplacent de plus en plus rapidement les batteries traditionnelles de 50 Ah et 100 Ah dans les scénarios de production d'énergie éolienne, de réseau, de stockage d'énergie partagé et dans certaines applications de stockage d'énergie mobile à grande échelle qui recherchent un faible coût, une grande capacité et la sécurité. Du point de vue de la planification de la capacité des batteries de stockage d'énergie, l'échelle potentielle du marché mondial des batteries de stockage d'énergie BMIC pourrait être plus importante. Selon des données pertinentes, en 2022T1, l'échelle totale des projets de batteries de stockage d'énergie annoncés pour l'expansion en Chine atteindra 166GWh. À l'avenir, la demande de BMIC sur le marché du stockage de l'énergie devrait dépasser la fourchette estimée, avec une flexibilité potentielle.

Les performances du BMIC continuent de s'améliorer

En termes de précision et de consommation d'énergie, le BMIC chinois a suivi les indicateurs de performance des grandes marques internationales. La tendance des BMIC fabriqués en Chine est encore plus évidente dans les applications pour smartphones, et de plus en plus de BMIC fabriqués en Chine entrent dans la chaîne d'approvisionnement des smartphones haut de gamme. En outre, les piles au lithium sont également utilisées comme batteries d'onduleurs, batterie power wheelsles piles de jouets, etc. D'une manière générale, le marché potentiel du BMIC est important. Les applications de plus en plus nombreuses des piles au lithium multi-cellules, les blocs de piles de grande capacité ont des exigences de plus en plus élevées en matière de BMIC. Afin de garantir la sécurité des batteries, le BMIC fabriqué en Chine doit continuer à innover et à évoluer vers des boîtiers de petite taille, une grande précision, une tension de résistance élevée, une faible consommation d'énergie statique et une faible résistance interne.